JP6484000B2

JP6484000B2 - 物体検知装置

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Publication number: JP6484000B2
Application number: JP2014215091A
Authority: JP
Inventors: 真澄福万; 大林　幹生; 幹生大林; 明宏貴田
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: US10453343B2; JP2016080642A; US20160116586A1

Description

本発明は、周囲の物体を検知する物体検知装置に関する。

従来、超音波センサ等の測距センサを車両に搭載し、車両周辺に存在する先行車両や歩行者、障害物等の物体を検知するとともに、その物体の検知結果に基づいて車両の走行安全性を向上させるための各種制御、例えば、制動装置の作動や、運転者への報知等を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の物体検知装置では、複数個の測距センサを車両に搭載し、三角測量の原理により物体の車幅方向における位置を算出している。また、物体の車幅方向の位置が車幅の範囲内である場合には物体検知と判定し、物体の車幅方向の位置が車幅の範囲を超えた場合には物体非検知と判定することとしている。こうした制御により、接触するおそれの少ない位置に存在する物体を誤検知することを防止するようにしている。

特開２０１４−８９０７７号公報

センサにはそれぞれ、物体検知が得意なエリアと不得意なエリアとが存在し、得意なエリアでは、温度や湿度などの環境が厳しくてもそこに物体があれば安定した検知が可能である。これに対し、不得意なエリアでは、物体の位置が誤検知される可能性がより高く、また環境が厳しいと物体を検知できない場合もある。そのため、センサによって検知された物体位置によっては、間違った位置情報により車両周囲の物体の有無を判断し、その判断結果に基づき、車両の走行安全性を向上させるための制御の介入を不要に許可又は不作動を引き起こすことが考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、間違った位置情報に基づき物体の有無を判断することを回避することができる物体検知装置を提供することを一つの目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、探査波を送信し前記探査波の反射波を物体の検知情報として受信する複数の物体検知センサ（２０）を備える移動体（３０）に適用され、前記移動体の周囲に存在する物体を検知する物体検知装置（１０）に関する。第１の構成は、前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサと同一のセンサが受信した反射波である直接波により前記物体を検知する第１検知手段と、前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサとは異なるセンサが受信した反射波である間接波により前記物体を検知する第２検知手段と、前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づいて、三角測量の原理により前記物体の位置情報を算出する位置算出手段と、前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づく前記物体の検知回数に基づいて、前記位置算出手段により算出した前記位置情報の信頼度を表す指標である信頼レベル判定カウンタの値を更新するカウンタ更新手段と、前記位置算出手段により今回の演算周期で算出した前記位置情報が、前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づく前記物体の検知範囲においていずれの位置を示す情報であるかに応じて、前記信頼レベル判定カウンタの更新量を可変に設定する更新量設定手段と、を備えることを特徴とする。

物体検知センサの検知情報により算出した物体位置は、センサの検知範囲内における物体の位置に応じて、物体がその位置に実際に存在するかどうかの信頼度が相違する。具体的には、物体検知センサにとって物体検知の得意なエリアに存在する物体については、物体を安定して検知できている可能性が高く、演算結果の信頼度が高い。逆に、物体検知の不得意なエリアに存在している物体については、物体を安定して検知できていない可能性があり、演算結果の信頼度が低い。

こうした点に鑑み、上記構成では、今回の演算周期で算出した位置情報がセンサの物体検知範囲においていずれの位置を示す情報であるかに応じて、物体の検知回数に基づき物体の位置情報の信頼度を表す指標である信頼レベル判定カウンタの更新量を可変に設定する。この構成によれば、物体の検知回数だけでなく、センサによる物体検知範囲においていずれのエリアで物体が検知されたかを考慮して物体位置の信頼度を設定するため、物体の検知結果の信頼度を適切に判断することができる。その結果、間違った位置情報に基づき、移動体の周辺に物体有り又は物体無しと判断することを抑制することができる。

物体検知装置の概略構成を示す図。物体位置の算出方法を説明するための図。安定検知エリアを示す図。物体判定カウンタの推移の一例を示す図。第１実施形態の物体検知処理の処理手順を示すフローチャート。更新量設定用テーブルの一例を示す図。信頼レベル判定カウンタのカウンタ値の推移の具体的態様を示す図。物体の予測位置と安定検知エリアとを示す図。第２実施形態の物体検知処理の処理手順を示すフローチャート。

（第１実施形態）
以下、移動体に搭載される物体検知装置として具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る物体検知装置は、移動体としての車両に搭載された車載装置であり、物体検知センサとしての測距センサから物体の検知情報を受信することにより、車両の周囲に存在する物体（例えば、他の車両や道路構造物等）を検知する。まずは、本実施形態に係る車両の物体検知システムの概略構成について図１を用いて説明する。

図１において、測距センサ２０は、例えば超音波センサであり、２０〜１００ｋＨｚの超音波を探査波として送信する機能と、物体から反射した探査波を反射波として受信する機能とを有している。本実施形態では、車両前部（例えば前方バンパ）に、車両３０の進行方向に直交する方向である車幅方向に並ぶようにして、４つのセンサが所定の間隔を開けて取り付けられている。具体的には、測距センサ２０は、車幅の中心線３１の近傍に、中心線３１に対して対称位置に取り付けられた２つのセンタセンサ（第１センタセンサ２１，第２センタセンサ２２）と、車両３０の左コーナ及び右コーナにそれぞれ取り付けられたコーナセンサ２３，２４とを備えている。なお、車両３０には、車両後部（例えば後方バンパ）にも測距センサ２０が取り付けられているが、センサの取り付け位置及び機能は車両前部のセンサと同じであるため、ここでは説明を省略する。

測距センサ２０の各々には、自らが送信した探査波の反射波（直接波）を受信可能なエリアとして直接検知範囲４０が設定されており、隣り合う２つの測距センサ２０の直接検知範囲４０の一部が重複するように測距センサ２０が取り付けられている。なお、図１では、２つのセンタセンサ２１，２２の直接検知範囲４１，４２のみを図示しているが、コーナセンサ２３，２４についても直接検知範囲４０が設定されており、かつ隣り合うセンサ同士で互いの直接検知範囲４０の一部が重複している。測距センサ２０には、反射波の振幅の閾値が設定されており、閾値以上の振幅の反射波を測距センサ２０が受信した場合に、反射波の受信時刻を含む検知情報を、物体検知装置としてのＥＣＵ１０に送信する。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、各種メモリ等から構成されたマイコンを主体として構成され、測距センサ２０から受信した物体の検知情報に基づいて、車両周辺の物体５０の有無を検知する。具体的には、ＥＣＵ１０は、測距センサ２０に制御信号を出力し、所定時間間隔（例えば、数百ミリ秒間隔）で測距センサ２０から超音波を送信するよう指令する。また、ＥＣＵ１０は、測距センサ２０から受信した物体の検知情報により、車両周辺に物体が存在するか否かを判断する。そして、車両周辺に物体５０が存在すると判断した場合には、車両３０が物体５０に接触しないように、接触回避制御として車両３０の操舵角制御や減速制御を行ったり、あるいは車両３０の運転者に対して警報音による報知を行ったりする。

測距センサ２０は、ＥＣＵ１０からの送信指令に伴い、予め設定された順序に従って各センサ２１〜２４から所定の時間間隔で超音波を送信する。本実施形態では、ＥＣＵ１０からの指令に伴い、まず第１センタセンサ２１から超音波を送信し、続いて第２センタセンサ２２、最後に２つのコーナセンサ２３，３４の順に超音波を送信する。なお、各センサ２１〜２４からの探査波は、互いに干渉しない時間間隔で送信されるようになっている。また、本実施形態では、超音波の送信後、測距センサ２０で最初に受信した反射波のみを有効とし、２回目以降に受信する反射波については無効としている。

ＥＣＵ１０は、測距センサ２０から受信した物体の検知情報を用い、三角測量の原理を利用して、車両３０に対する物体５０の相対的な位置（座標）を算出する。三角測量の原理は、公知のとおり、既知の２点間の距離、及び既知の２点のそれぞれと測定点との距離を測定することで測定点の座標を算出するものである。この原理により、ＥＣＵ１０は、直接検知範囲４０が重複する２つの測距センサ２０の間の距離、及び測距センサ２０の各々と物体５０との距離を用いて、車幅方向における物体５０の推定位置を算出する。

図２は、物体５０の検知位置の算出方法を説明する図であり、２つのセンタセンサ２１，２２と、各センサ２１，２２の前方に位置する物体５０とを平面視で表している。なお、図２では、第１センタセンサ２１を、探査波を送信して直接波を受信する直接検知センサとし、第２センタセンサ２２を、他のセンサが送信した超音波の反射波（間接波）を受信する間接検知センサとしている。直接検知センサ及び間接検知センサは、三角測量を行う２つのセンサである。

ＥＣＵ１０は、２つのセンタセンサ２１，２２を結ぶ直線をＸ軸とし、センタセンサ２１，２２の中間を通り、かつＸ軸に垂直な直線をＹ軸とした座標系を設定し、その座標系のＸ座標（ｘ）及びＹ座標（ｙ）を物体５０の検知位置として算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、直接検知センサ（図２では第１センタセンサ２１）から探査波２５を送信させる。そして、探査波２５が反射して直接波２６としてセンサで受信されると、その受信された直接波２６に基づいて、第１センタセンサ２１から物体５０までの距離Ｌ１を算出する。また、探査波２５の反射波が間接波２７としてセンサで受信されると、その受信された間接波２７に基づいて、第２センタセンサ２２から物体５０までの距離Ｌ２を算出する。

Ｘ軸とＹ軸との交点である原点Ｏと第１センタセンサ２１との距離、及び原点Ｏと第２センタセンサ２２との距離は等しく、この距離ｄは予めＥＣＵ１０に記憶されている。また、ＥＣＵ１０は、第１センタセンサ２１が直接波２６を受信した時刻、及び、第２センタセンサ２２が間接波２７を受信した時刻から、第１センタセンサ２１が探査波２５を送信した時刻を減算した時間を、それぞれ第１時間ｔ１、第２時間ｔ２として算出する。このとき、第１時間ｔ１に音速を乗算した値が第１距離Ｌ１の２倍の値であり、第２時間ｔ２に音速を乗算した値が第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との合計の値である。ＥＣＵ１０は、センタセンサ２１，２２間の距離２ｄ、第１時間ｔ１、及び第２時間ｔ２を用いて三角測量の演算を行うことにより、物体５０の座標（ｘ，ｙ）を算出する。

なお、図２では、第１センタセンサ２１が直接検知センサ、第２センタセンサ２２が間接検知センサである場合を一例に挙げて説明したが、４つのセンサ２１〜２４の間で隣り合う２つのセンサの全ての組み合わせで、直接検知センサ及び間接検知センサの組み合わせが成立する。これにより、第１センタセンサ２１及び第２センタセンサ２２の組み合わせに限らず、他の全ての組み合わせでも同様に、直接波及び間接波を用いた三角測量の原理により物体の検知位置の演算が行われる。また、車両後部の測距センサ２０についても同様に、隣り合う２つのセンサの全ての組み合わせで、三角測量の原理により、車両周辺に存在する物体の検知位置が算出される。

ＥＣＵ１０は、測距センサ２０で同一の物体を検知した回数に基づいて、物体が存在することの確からしさを表す指標としての信頼レベル判定カウンタＮを設定している。本実施形態では、センサごとに信頼レベル判定カウンタＮの増減が行われるようになっており、同一センサによる同一物体の検知回数が多いほど、カウンタ値が大きい値に（信頼レベルが高い側に）設定される。そして、信頼レベル判定カウンタＮが閾値を超えた場合に、車両３０の周辺に制御対象の物体有りと確定され、接触回避制御の介入が許可される。また、前回の演算周期で検知された物体と、今回の演算周期で検知された物体とが別物体であると判断された場合には、信頼レベル判定カウンタＮがリセットされる。信頼レベル判定カウンタＮが「物体位置の信頼度」に相当する。

ここで、測距センサ２０にはそれぞれ、物体検知範囲内において得意なエリアと不得意なエリアとが存在する。具体的には、得意なエリアについては、例えば外気温度や湿度、風の強さなどの外気環境が厳しい状況であっても、そのエリアに存在している物体５０を安定に検知可能である。これに対し、不得意なエリアでは、外気環境が厳しいと物体５０を安定して検知できない場合があり、座標が誤算出される可能性がより高い。

そこで本実施形態では、今回の演算周期で算出した物体位置が、センサ２０の物体検知範囲においていずれの位置であるかに応じて、信頼レベル判定カウンタＮの更新量Ａを可変に設定することとしている。具体的には、直接検知センサ及び間接検知センサによる物体検知範囲の一部に、物体５０を安定して検知可能な範囲として安定検知エリアＲ１をセンサ毎に設定しておく。そして、今回の演算周期で算出した物体５０の検知位置が安定検知エリアＲ１内である場合には、安定検知エリアＲ１から外れている場合よりも、カウンタ更新量Ａとして大きい値を設定する。これにより、物体５０が安定検知エリアＲ１内で検知された場合には、信頼レベル判定カウンタＮがより大きい値に更新されるようにしている。

図３は、安定検知エリアＲ１を説明する図である。なお、安定検知エリアＲ１はセンサ毎に設定されており、図３ではセンタセンサ２１，２２について例示している。安定検知エリアＲ１は、直接検知センサの直接波の検知範囲と、間接検知センサの間接波の検知範囲とが重複する重複検知エリアの一部に設定されている。なお、重複検知エリアは、直接検知センサ及び間接検知センサによる物体５０の検知範囲であり、直接検知センサ及び間接検知センサでの三角測量が成立するエリアでもある。本実施形態では、図３に示すように、原点Ｏを含む範囲に安定検知エリアＲ１が設定されている。なお、安定検知エリアＲ１外であって重複検知エリア内の範囲については非安定検知エリアＲ２となっている。

これら各エリアには、カウンタ更新量Ａとして異なる値が設定されている。具体的には、非安定検知エリアＲ２では第１更新量α１（例えば＋１）が設定され、安定検知エリアＲ１では第２更新量α２（例えば＋２）が設定されている。直接検知センサから送信した探査波により三角測量が成立した場合には、直接波及び間接波の検知情報に基づき算出した物体位置が属するエリアに応じてカウンタ更新量Ａを設定し、その更新量Ａで信頼レベル判定カウンタＮを更新する。

図４は、信頼レベル判定カウンタＮのカウンタ値の推移の一例を示す図である。図中、実線は、安定検知エリアＲ１内で物体５０ａ（図３参照）が複数回検知された場合を示し、破線は、非安定検知エリアＲ２内で物体５０ｂ（図３参照）が複数回検知された場合を示している。

非安定検知エリアＲ２内で物体５０ｂが検知されている場合には、図４に破線で示すように、物体５０ｂが検知される毎に信頼レベル判定カウンタＮが第１更新量α１ずつ増加される。これに対し、安定検知エリアＲ１内で物体５０ａが検知されている場合には、図４に実線で示すように、物体５０ａが検知される毎に信頼レベル判定カウンタＮが第２更新量α２（α２＞α１）ずつ増加される。そして、信頼レベル判定カウンタＮが判定閾値Ｎｔｈを超えると、接触回避制御の介入が許可される。

こうした制御により、安定検知エリアＲ１に物体５０を検知した場合には、安定して検知できている可能性が高いため、少ない検知回数で接触回避制御の介入を許可する（図４のｔ１）。これに対し、非安定検知エリアＲ２に物体５０を検知した場合には、不安定な検知である可能性があるため、制御介入までの検知回数を多くし、制御介入のタイミングを遅らせるようにしている（図４のｔ２）。

次に、本実施形態における物体検知処理の処理手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ１０により所定周期毎に実行される。

図５において、ステップＳ１００では、測距センサ２０から探査波の送信後、所定の待機期間内に直接波及び間接波の受信があったか否かを判定する。所定の待機期間は、探査波を送信してから反射波を受信するまでの待ち時間であり、例えば数十ｍｓｅｃが設定されている。ステップＳ１００で肯定判定された場合にはステップＳ１０１へ進み、受信した直接波及び間接波の検知情報に基づいて、三角測量の原理により物体位置を算出する（位置算出手段）。この処理では、図２の算出方法に従って物体位置としての座標（ｘ，ｙ）を算出する。

続くステップＳ１０２では、今回検知した物体が前回検知した物体と同一物体であるか否かを判定する。ここでは、前回の演算周期で算出した物体位置と、今回の演算周期で算出した物体位置とを用い、Ｘ座標の差分が閾値よりも小さく、かつＹ座標の差分が閾値よりも小さい場合に同一物体と判定する。今回検知の物体と前回検知の物体とが異なる物体と判定された場合には一旦本ルーチンを終了する。この場合、信頼レベル判定カウンタＮをリセットし、別物体について新たに信頼レベル判定カウンタＮの更新を開始する。

今回検知の物体と前回検知の物体とが同一物体であると判定された場合には、ステップＳ１０３へ進み、今回の演算周期で算出した物体位置がいずれのエリアにあるかに応じてカウンタ更新量Ａを設定する。本実施形態では、エリアごとにカウンタ更新量Ａが予め設定されており、エリアとカウンタ更新量Ａとの対応関係が更新量設定用テーブルに予め記憶されている。したがって、ここでは該更新量設定用テーブルを用いて、今回の演算周期で算出した物体位置に対応するカウンタ更新量Ａを読み出す。

図６に、更新量設定用テーブルの一例を示す。このテーブルでは、三角測量の成立エリア外、非安定検知エリアＲ２、及び安定検知エリアＲ１の３つのエリアについてそれぞれカウンタ更新量Ａが設定されている。これらのうち、検知結果の信頼性が最も低い成立エリア外については、カウンタ更新量Ａとして０が設定されている。また、非安定検知エリアＲ２ではカウンタ更新量Ａとして第１更新量α１（例えば＋１）が設定されており、検知結果の信頼性が最も高い安定検知エリアＲ１では、第１更新量αよりも大きい第２更新量α２（例えば＋２）が設定されている。

図５の説明に戻り、続くステップＳ１０４では、カウンタ更新量Ａを用いて信頼レベル判定カウンタＮを更新し、ステップＳ１０５で、信頼レベル判定カウンタＮと判定閾値Ｎｔｈとを比較する。そして、信頼レベル判定カウンタＮが判定閾値Ｎｔｈ未満であればそのまま本ルーチンを終了する。一方、信頼レベル判定カウンタＮが判定閾値Ｎｔｈ以上である場合には、ステップＳ１０６へ進み、物体５０の検知位置が自車両の進路内（車幅の範囲内）に属するか否かを判定する。そして、自車両の進路内にある場合には、ステップＳ１０７で、検知物体は制御対象であると判定する。この場合には、接触回避制御として、車両３０の操舵角制御や減速制御、あるいは車両３０の運転者への報知を行う。

さて、測距センサ２０から探査波を送信した後の所定の待機期間内に、直接波も間接波も受信しなかったか、直接波のみを受信したか、又は間接波のみを受信した場合、つまり探査波の送信で三角測量が不成立であった場合には、ステップＳ１００で否定判定されてステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、直接波及び間接波のいずれかのみを受信したか否かを判定する。直接波も間接波も受信しなかった場合には、ステップＳ１０８で否定判定されてステップＳ１１１へ進み、直接波も間接波も受信しない状態が所定回以上連続したか否かを判定する。そして、ステップＳ１１１で否定判定された場合には、ステップＳ１１２でカウンタ更新量Ａに第３更新量「−α３」（例えば−３）を設定し、ステップＳ１１１で肯定判定された場合には、ステップＳ１１３で信頼レベル判定カウンタＮをリセットする。

すなわち、探査波の送信後に直接波も間接波も受信しなかった場合には、車両３０の周辺に物体５０が存在していない可能性が高い。しかしながら、例えば前回の演算周期までは直接波も間接波も受信しており、三角測量が成立していた状況であった場合には、今回は誤検知によってたまたま三角測量が成立しなかっただけであり、実際には車両周辺に物体５０が存在していることも十分に考えられる。そのため、今回、三角測量が成立しなかったことを理由に信頼レベル判定カウンタＮを直ちにリセットしてしまうと、車両周辺に物体５０が存在しているにも関わらず、接触回避制御が作動しないといった事態が生じ得る。その一方で、探査波の送信後に直接波も間接波も受信しない状況であれば、車両３０の周辺に物体５０が存在していない可能性は高く、こうした場合には接触回避制御の不要作動を極力回避することが望ましい。そこで本実施形態では、直接波も間接波も受信しない状態が検知された場合、まずはカウンタ更新量Ａに第３更新量「−α３」を設定し、信頼レベル判定カウンタＮの値を減少側（信頼度を低下させる側）に変更する。そして、直接波も間接波も受信しない状態が所定回数連続した場合には、信頼レベル判定カウンタＮをリセットすることとしている。

なお、ステップＳ１１２でカウンタ更新量Ａに第３更新量「−α３」を設定した後はステップＳ１０４〜Ｓ１０７の処理を実行する。これにより、信頼レベル判定カウンタＮの値が減少側に、つまり接触回避制御が介入されにくくなる側に変更される。

直接波及び間接波のいずれかのみを受信した場合には、ステップＳ１０８で否定判定されてステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、直接波及び間接波のいずれかのみを受信している状態が所定回数以上連続したか否かを判定する。ステップＳ１０９で否定判定されるとステップＳ１１０へ進み、カウンタ更新量Ａに０をセットし、ステップＳ１０９で肯定判定されるとステップＳ１１２へ進み、カウンタ更新量Ａに第３更新量「−α３」を設定する。その後、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７の処理を実行する。

直接波及び間接波のいずれかのみを受信している状態が所定回数以上連続したか否かに応じてカウンタ更新量Ａを変更する理由は、直接波も間接波も受信しない場合と同様である。すなわち、探査波の送信後に直接波又は間接波しか受信しなかったとしても、今回は誤検知によってたまたま三角測量が成立しなかっただけであり、実際には車両周辺に物体５０が存在している可能性がある。一方、探査波の送信後に直接波及び間接波のいずれかしか受信しない状態が連続していれば、車両３０の周辺に物体５０が存在していない可能性は高く、接触回避制御の不要作動を極力回避することが望ましい。そこで本実施形態では、直接波及び間接波のいずれかしか受信しない状態が検知された場合には、まずはカウンタ更新量Ａに０を設定し、信頼レベル判定カウンタＮの値をそのまま保持する。そして、直接波及び間接波のいずれかしか受信しない状態が所定回数連続すると、信頼レベル判定カウンタＮに第３更新量「−α３」を設定し、カウンタ値を減少側に変更する。

図７は、信頼レベル判定カウンタＮの推移の一例を示す図である。図７では、物体５０がまず非安定検知エリアＲ２で検知され、続いて安定検知エリアＲ１で検知された後、車両３０から離れていった場面を想定している。

図７において、測距センサ２０で検知した物体位置が非安定検知エリアＲ２にあった場合、信頼レベル判定カウンタＮが第１更新量α１ずつ増加される（第１回目及び第２回目）。車両３０と物体５０との相対位置が変わり、物体の検知位置が安定検知エリアＲ１内に入ると、信頼レベル判定カウンタＮが第２更新量α２ずつ増加される（第３回目及び第４回目）。信頼レベル判定カウンタＮが判定閾値Ｎｔｈを超える前の第５回目において、直接波及び間接波が受信されなかった場合、信頼レベル判定カウンタＮが第３更新量「−α３」に対応する分だけ減少される。また、第６回目では直接波のみが検知されており、この場合には、信頼レベル判定カウンタＮがそのままの値で保持される。そして、第７回目において、直接波及び間接波が受信されておらず、信頼レベル判定カウンタＮが第３更新量「−α３」に対応する分だけ減少される。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。

今回の演算周期で算出した物体位置が、センサ２０の物体検知範囲においていずれのエリアにあるかに応じて、信頼レベル判定カウンタＮの更新量Ａを可変に設定する構成とした。この構成によれば、物体５０の検知回数だけでなく、いずれのエリアで物体５０が検知されたかを考慮して信頼レベル判定カウンタＮを設定するため、物体５０の検知結果の信頼度をより適切に判断することができる。その結果、間違った位置情報に基づき、車両３０の周辺に物体有り又は物体無しと判断することを抑制することができる。

具体的には、直接検知センサ及び間接検知センサにより物体５０を安定して検知可能なエリアとして安定検知エリアＲ１を予め設定しておく。そして、今回の演算周期で算出した物体位置が安定検知エリアＲ１内にある場合には、安定検知エリアＲ１から外れている場合よりもカウンタ更新量Ａを大きい値に設定する構成とした。こうした構成によれば、物体５０の検知回ごとの検知結果の信頼性を信頼レベル判定カウンタＮに反映させるといったことを比較的簡単な制御で実現することができる。

三角測量が成立した場合、つまり直接波を受信しかつ間接波を受信した場合に信頼レベル判定カウンタＮを増大側に更新し、一方、三角測量が成立しなかった場合、つまり直接波を受信しなかったか、間接波を受信しなかったか、又は直接波も間接波も受信しなかった場合に、信頼レベル判定カウンタＮを減少側に更新する構成とした。三角測量が成立せず、物体位置を取得できないからといってカウンタ値をリセットしてしまうと、たまたま検知できなかっただけであるにも関わらず物体無しと誤判定してしまうおそれがある。その一方で、三角測量が成立しなかった状況であれば、車両３０の周辺から物体５０が存在しなくなった可能性は十分にある。これらの点に鑑み、三角測量が成立しなかった場合には信頼レベル判定カウンタＮの値を減少側に変更することで、物体５０を検知できなかったという検知結果を、物体５０が存在することの確からしさを表す指標に反映させることができる。

（第２実施形態）
次に、物体検知装置として具体化した第２実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、前回の演算周期までに検知した物体位置の履歴に基づいて、次回の演算周期における物体位置を予測する位置予測手段を備える。そして、今回の探査波の送信で三角測量が成立しなかった場合には、物体５０の予測位置がいずれのエリアに属しているかに応じてカウンタ更新量Ａを設定する。そして、その設定したカウンタ更新量Ａで信頼レベル判定カウンタＮの値を更新する。

本実施形態の具体的態様について、図８を用いて説明する。前回の演算周期までの物体検知位置の履歴から求めた次回の演算周期における物体の予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１内に属している場合、その予測位置Ｐ（ｉ）に実際に物体が存在していれば三角測量が成立する可能性が高い。それにも関わらず、今回の探査波の送信で三角測量が成立しなかった場合には、安定検知エリアＲ１から物体５０がなくなった可能性が高いと考えられる。この場合、物体５０が今までの検知位置に存在することの確からしさは低く、よって信頼レベル判定カウンタＮを減少側に変更して制御介入を遅らせることが望ましい。

これに対し、物体の予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１内に属していない場合には、今回の探査波の送信で三角測量が成立しなかったとしても、それが、物体５０がなくなったことに起因するのか、それともたまたま検知できなかったことに起因するのか不確かである。こうした場合には、三角測量が成立しなかったからといって、物体５０が存在することの確からしさが低いとは一概に言えない。

そこで本実施形態では、三角測量が成立しなかった場合には、物体の予測位置Ｐ（ｉ）に応じてカウンタ更新量Ａを可変設定することとしている。具体的には、前回までの物体検知位置の履歴に基づき算出した物体の次回の演算周期における物体の予測位置Ｐ（ｉ）が、安定検知エリアＲ１内にあるか否かを判定する。そして、予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１内にあると判定された場合には、予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１から外れていると判定された場合よりもカウンタ更新量Ａを減少側に大きい値に設定し、信頼レベル判定カウンタＮをより小さくする。

次に、本実施形態における物体検知処理の処理手順について、図９のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ１０により所定周期毎に実行される。なお、図９の説明では、上記図５と同じ処理については図５のステップ番号を付してその説明を省略する。

図９において、ステップＳ２０１では、物体の予測位置Ｐ（ｉ）を取得する。本実施形態では、前回までの物体検知位置の履歴に基づいて、図示しない別ルーチンにより物体５０の予測位置Ｐ（ｉ）が算出される。例えば、物体位置の前回値及び今回値のそれぞれの座標と相対速度とから物体の予測位置Ｐ（ｉ）の座標が算出される。

続くステップＳ２０２では、今回の探査波の送信で三角測量が不成立であったか否かを判定する（不成立判定手段）。具体的には、直接検知センサによる探査波の送信により、直接波も間接波も受信しなかったか、直接波のみを受信したか、又は間接波のみを受信した場合に、三角測量が成立しなかったものと判定される。直接波及び間接波の受信があり、三角測量が成立していると判定された場合にはステップＳ２０３へ進み、三角測量成立時処理を実行する。この三角測量成立時処理は、図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理である。

一方、今回の探査波の送信で三角測量が不成立であったと判定された場合には、ステップＳ２０２で肯定判定されてステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、ステップＳ２０１で取得した物体の予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１内にあるか否かを判定する（予測位置判定手段）。

物体の予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１外であると判定された場合には、ステップＳ２０５へ進み、カウンタ更新量Ａに第４更新量「−β１」（例えば−１）を設定する。一方、物体の予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１内にあると判定された場合には、ステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０６では、今回の探査波の送信により直接波及び間接波の一方のみを受信し、これにより物体との距離のみを検知しており、かつ検知された物体との距離と、物体の予測位置Ｐ（ｉ）から算出される物体との距離とのずれ量が判定値以上であるか否かを判定する。そして、ステップＳ２０６で肯定判定された場合には、ステップＳ２０７へ進み、カウンタ更新量Ａに、第４更新量よりも負側に大きい第５更新量「−β２」（例えば−３）を設定する。その後、ステップＳ２０８〜Ｓ２１１では、図５のステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理を実行し、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２０６で肯定判定された場合には、物体が車両の周辺から離れている可能性が高い。したがって、この場合には信頼レベル判定カウンタＮをリセットにし、本ルーチンを終了する。

以上詳述した第２実施形態では、今回の探査波の送信で三角測量が成立しなかった場合には、前回までの物体検知位置の履歴に基づき予測した物体位置Ｐ（ｉ）に応じてカウンタ更新量Ａを設定し、その設定した更新量Ａを用いて信頼レベル判定カウンタＮの値を更新する構成とした。物体の予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１内にあれば、今回の探査波の送信により三角測量が成立する可能性が高いと考えられるが、実際には三角測量が成立しなかった場合、安定検知エリアＲ１から物体５０がなくなった可能性が高い。これに対し、予測位置Ｐ（ｉ）が安定検知エリアＲ１から外れているときには、今回の探査波の送信により三角測量が成立する可能性は必ずしも高くなく、検知結果の信頼性は低いと言える。こうした点に鑑み、上記構成とすることにより、三角測量が成立する可能性を考慮しつつ、物体５０が存在することの確からしさを評価することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施してもよい。

・上記実施形態において、車両３０の周囲の外気環境に関するパラメータである外気環境パラメータに基づいて、安定検知エリアＲ１を可変設定してもよい。測距センサ２０から送信された超音波の反射は、外気温度や湿度、風の強さなどの車両周囲の環境に応じて変化し、これに伴い安定検知エリアＲ１も変化する。具体的には、外気温度が高いほど反射が弱くなり、湿度が高いほど反射が弱くなり、風が強いほど反射が弱くなる傾向にある。そのため、超音波の反射が弱いほど、測距センサ２０の直接検知範囲及び間接検知範囲が車両進行方向及び車幅方向においてそれぞれ縮小し、これに伴い安定検知エリアＲ１も狭くなる。この点に着目し、上記構成とすることにより、物体推定位置の演算結果の信頼度をより正確に考慮することができ、物体が存在することの確からしさをより正確に反映させることができる。

・上記実施形態では、直接波及び間接波に基づき三角測量により演算した物体位置が三角測量の非成立エリアにある場合には、カウンタ更新量Ａを０としたが、物体位置が成立エリアＳ１から外れている場合には、物体位置の演算結果を無効にする構成としてもよい。第１時間ｔ１及び第２時間ｔ２を用いて、三角測量の原理により物体の座標（ｘ，ｙ）を算出する場合、その算出した座標（ｘ，ｙ）は、直接波２６によっても間接波２７によっても物体５０の検知が可能なエリアにあるはずである。つまり、直接検知範囲４１と間接検知範囲４３との重複範囲が三角測量の成立エリアＳ１である。したがって、物体位置の演算結果が正しければ、その位置は成立エリアＳ１内の座標となるはずである。一方、物体の検知位置が成立エリアＳ１から外れている場合には、演算により求めた位置に実際には物体が存在しておらず、間違った位置を検知している可能性があると言える。こうした点に鑑み、上記構成とすることにより、間違った位置に基づく制御介入を抑制することができる。

・上記実施形態では、物体検知センサとしての測距センサ２０を車両３０の前部及び後部に備える場合について説明したが、センサの取り付け位置はこれに限らず、例えば、車両３０の前後に代えて又はこれに加えて、車両３０の左右の側面部に備えていてもよい。

・上記実施形態では、測距センサ２０として、探査波に超音波を用いて物体を検出する超音波センサを備える構成に適用したが、探査波を送信し、該送信した探査波の反射波を受信することで物体を検知するセンサであればよく、例えば探査波に電磁波を用いて物体を検出するミリ波レーダやレーザレーダ等を採用してもよい。

・上記実施形態では、車両に搭載された物体検知装置を一例に挙げて説明したが、例えば、鉄道車両、船舶、航空機、ロボット等の移動体に搭載することもできる。

１０…ＥＣＵ（物体検知装置、第１検知手段、第２検知手段、位置算出手段、カウンタ更新手段、更新量設定手段、成立判定手段、位置予測手段、不成立判定手段、予測位置判定手段）、２０…測距センサ（物体検知センサ、直接検知センサ、間接検知センサ）、２１，２２…センタセンサ、２３，２４…コーナセンサ、２５…探査波、２６…直接波、２７…間接波、３０…車両（移動体）、５０…物体、Ｌ１…第１距離、Ｌ２…距離、Ｏ…原点、Ｒ１…安定検知エリア（安定検知範囲）。

Claims

探査波を送信し前記探査波の反射波を物体の検知情報として受信する複数の物体検知センサ（２０）を備える移動体（３０）に適用され、前記移動体の周囲に存在する物体を検知する物体検知装置（１０）であって、
前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサと同一のセンサが受信した反射波である直接波により前記物体を検知する第１検知手段と、
前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサとは異なるセンサが受信した反射波である間接波により前記物体を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づいて、三角測量の原理により前記物体の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づく前記物体の検知回数に基づいて、前記位置算出手段により算出した前記位置情報の信頼度を表す指標である信頼レベル判定カウンタの値を更新するカウンタ更新手段と、
前記位置算出手段により今回の演算周期で算出した前記位置情報が、前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づく前記物体の検知範囲においていずれの位置を示す情報であるかに応じて、前記信頼レベル判定カウンタの更新量を可変に設定する更新量設定手段と、
前記位置算出手段により前回の演算周期までに算出した前記位置情報の履歴に基づいて、次回の前記物体の位置を予測する位置予測手段と、
前記探査波の送信で三角測量が不成立であったか否かを判定する不成立判定手段と、
を備え、
前記更新量設定手段は、前記不成立判定手段により三角測量が不成立であったと判定された場合に、前記位置予測手段により予測した前記物体の位置に基づいて前記信頼レベル判定カウンタの更新量を設定することを特徴とする物体検知装置。
前記検知範囲の一部に、前記物体を安定して検知可能な範囲として安定検知範囲（Ｒ１）をセンサ毎に設定し、
前記位置予測手段により予測した前記物体の位置が前記安定検知範囲内にあるか否かを判定する予測位置判定手段を備え、
前記更新量設定手段は、前記予測位置判定手段により前記物体の位置が前記安定検知範囲内にあると判定された場合に、前記安定検知範囲外にあると判定された場合よりも、前記信頼度を低くする側に前記信頼レベル判定カウンタの値が更新されるように前記更新量を設定する請求項１に記載の物体検知装置。
前記検知範囲の一部に、前記物体を安定して検知可能な範囲として安定検知範囲（Ｒ１）をセンサ毎に設定し、
前記更新量設定手段は、前記位置算出手段により今回の演算周期で算出した前記位置情報が前記安定検知範囲内の位置を示す情報である場合に、前記安定検知範囲外の位置を示す情報である場合よりも、前記信頼度を高くする側に前記信頼レベル判定カウンタの値が更新されるように前記更新量を設定する請求項１又は２に記載の物体検知装置。
前記探査波の送信で三角測量が成立したか否かを判定する成立判定手段を備え、
前記更新量設定手段は、前記成立判定手段により三角測量が成立したと判定された場合に、前記信頼度を高くする側に前記信頼レベル判定カウンタの値が更新されるように前記更新量を設定し、前記成立判定手段により三角測量が不成立であると判定された場合に、前記信頼度を低くする側に前記信頼レベル判定カウンタの値が更新されるように前記更新量を設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の物体検知装置。
前記物体検知センサは、前記探査波として超音波を送信する超音波センサである請求項１〜４のいずれか一項に記載の物体検知装置。